Canales- tuberasCanalesDefinicin En ingeniera se denomina canal a una construccin destinada al transporte de fluidos generalmente utilizada para aguay que, a diferencia de las tuberas, es abierta a la atmsfera. Tambin se utilizan como vas artificiales de navegacin. La descripcin del comportamiento hidrulico de los canales es una parte fundamental de la hidrulica y su diseo pertenece al campo de la ingeniera hidrulica, una de las especialidades de la ingeniera civil. Cuando un fluido es transportado por una tubera parcialmente llena, se dice que cuenta con una cara a la atmsfera, por lo tanto se comporta como un canal.

Tipos de canalesDe acuerdo con su origen los canales se clasifican en:Canales naturales:Incluyen todos los cursos de agua que existen de manera natural en la tierra, los cuales varan en tamao desde pequeos arroyuelos en zonas montaosas, hasta quebradas, ros pequeos y grandes, arroyos, lagos y lagunas. Las corrientes subterrneas que transportan agua con una superficie libre tambin son consideradas como canales abiertos naturales.

Canales artificiales: Los canales artificiales son todos aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo de la mano del hombre, tales como: canales de riego, de navegacin, control de inundaciones, canales de centrales hidroelctricas, alcantarillado pluvial, sanitario, canales de desborde, canaletas de madera, cunetas a lo largo de carreteras, cunetas de drenaje agrcola y canales de modelos construidos en el laboratorio. Los canales artificiales usualmente se disean con forma geomtricas regulares (prismticos), un canal construido con una seccin transversal invariable y una pendiente de fondo constante se conoce como canal prismtico.Diseo Canales Abiertos

El flujo es causado por la gravedad; por consiguiente el canal debe tener pendiente hacia abajo.

La seccin transversal del canal puede variar a lo largo del recorrido del flujo.

El permetro de la seccin transversal consta de dos partes: superficie libre y permetro mojado, donde el agua est en contacto con los lmites del canal. La presin en la superficie libre siempre es cero (presin atmosfrica).

Importancia en la obras de vialidad Obras necesarias para recoger y eliminar las aguas que se acumulan en la plataforma de la carretera, las que pueden provenir de aguas lluvias que caen directamente sobre la franja de expropiacin de la carretera, aguas superficiales que provienen de reas vecinas fuera de la franja de expropiacin, que no son interceptadas y llegan al camino, como tambin aguas superficiales que llegan a la carretera en los cruces de caminos.

TuberasDefinicin Consiste en la instalacin de tubos de concreto simple, concreto reforzados, polietileno de alta densidad entre otro, debidamente aprobados para el paso de agua superficial y desages pluviales transversales, de acuerdo con estas especificaciones y de conformidad con el Proyecto.

Los tipos de tuberas se clasifican de la siguiente manera: Tuberas de concreto simple Concreto reforzados. Polietileno de alta densidad.

Tuberas de concreto simpleEn todo caso, el tamao mximo nominal del agregado grueso no podr exceder de 19,0 mm () y no podr contener menos de 330 kg de cemento por metro cbico (m3) de concreto. Cada tubo deber tener una longitud entre (0,80 m - 1,00 m) y sus extremos debern estar diseados de manera de obtener un encaje adecuado entre ellos, formando un conducto continuo con una superficie interior lisa y uniforme.

Requerimientos de construccin

Preparacin del terreno base

Cuando el fondo de la tubera se haya proyectado a una altura aproximadamente igual o, eventualmente, mayor a la del terreno natural, ste se deber limpiar, excavar, rellenar, conformar y compactar de manera que la superficie compactada quede por lo menos 15 cm debajo de las cotas proyectadas del fondo exterior de la tubera. Cuando la tubera se vaya a colocar en una zanja excavada, sta deber tener caras verticales, cada una de las cuales deber quedar a una distancia suficiente del lado exterior de la tubera, que permita la construccin del solado. El fondo de la zanja deber ser excavado a una profundidad de no menos de 15 cm debajo de las cotas especificadas del fondo de la tubera.Cuando una corriente de agua impida la ejecucin de los trabajos, el Contratista deber desviarla hasta cuando se pueda conducir a travs de laTubera.

Cuando exista la necesidad de desviar un curso natural, el contratista deberPrevia ente solicitar el permiso respectivo al Supervisor y a la autoridad competente. As mismo, el curso abandonado deber ser restaurado a su condicin original.

Colocacin de la tuberaCuando las tuberas y dems obras de drenaje de una construccin confluyan directamente a un ro, ste deber estar provisto de obras civiles que permitan la decantacin de sedimentos. Las tuberas deben conducirse siguiendo la menor pendiente hacia los cursos naturales protegidos. En caso que esto no sea posible, se deben construir obras civiles de proteccin mecnica para el vertimiento de las aguas, tales como estructuras de disipacin de energa a la salida del terreno para evitar la erosin. JuntasLas juntas de los tubos debern ser humedecidas completamente antes de hacer la unin con mortero. Previamente a la colocacin del tubo siguiente, las mitades inferiores de las campanas o ranuras de cada tubo, debern ser llenadas con mortero de suficiente espesor para permitir que la superficie interior de los tubos quede a un mismo nivel. Despus de colocar el tubo, el resto de la junta se llenar con el mortero, usando una cantidad suficiente para formar un anillo exterior alrededor de la junta. El interior de la junta deber ser limpiado y alisado. Despus del fraguado inicial, el mortero de los anillos exteriores deber ser protegido contra el aire y el sol con una cubierta de tierra saturada o una arpillera hmeda.

SujecinTan pronto se hayan asentado los tubos en la mezcla, y una vez endurecido el mortero de las juntas, se sujetarn a los lados, con una mezcla igual a la utilizada en el solado, hasta una altura no menor de un cuarto del dimetro exterior del tubo. RellenoUna vez que la sujecin haya curado suficientemente, se efectuar el rellenode la zanja. LimpiezaTerminados los trabajos, el Contratista deber limpiar la zona de las obras y retirar los materiales sobrantes, transportarlos y disponerlos en sitiosaprobados por el Supervisor.Tubera de concreto reforzadoMaterialesLa tubera deber cumplir los requisitos de materiales, diseo y manufactura establecidos en la especificacin AASHTO M-170M. La clase de tubera y su dimetro interno, se debern indicar en el Proyecto. Los extremos de los tubos y el diseo de las juntas debern ser tales, que se garantice un encaje adecuado entre secciones continuas, de manera de formar un conducto continuo, libre de irregularidades en la lnea de flujo. Sello para juntasLas juntas para las uniones de los tubos se sellarn con empaques flexibles que cumplan la especificacin AASHTO M-198, mortero o lechada de cemento. Si se emplea mortero, ste deber ser una mezcla volumtrica de una partede cemento Portland y tres de arena aprobada, con el agua necesaria para obtener una mezcla seca pero trabajable.

Requerimientos de construccin Preparacin del terreno baseCuando la tubera se vaya a colocar en una zanja excavada, el ancho total de sta deber ser igual al dimetro exterior de los tubos ms 60 cm por lo menos, salvo que los planos indiquen un valor diferente. SoladoSobre el terreno natural o el relleno preparado se colocar una capa o solado de material granular, que cumplan con las caractersticas de material para sub-base, de por lo menos 15 cm de espesor compactado, y un ancho igual al dimetro exterior de la tubera ms 60 cm por lo menos. La superficie acabada de dicha capa deber coincidir con las cotas especificadas del fondo exterior de la tubera. Colocacin de la tuberaLa tubera se colocar sobre el solado de material granular conformado y terminado, comenzando en el extremo de descarga, con el extremo de la ranura colocado en la direccin del nivel ascendente y con todo el fondo de la tubera ajustado con los alineamientos, las cotas y la posicin que indiquen los planos. En instalaciones mltiples de tubera, la lnea central de cada una deber ser paralela a las dems. Si los planos no indican otra cosa, la distancia libre entre 2 lneas de tubera deber ser igual a 1/2 dimetro, y nunca inferior a 60 cm.Cualquier tubo que no quede correctamente alineado o que presente asentamiento despus de su colocacin, deber ser removido y vuelto acolocar correctamente, a cuenta y costo del Contratista. SujecinUna vez colocada y asentada la tubera sobre el lecho de material granular,ste se deber aumentar y compactar en capas a los lados de la tubera yhacia arriba, al mismo nivel de densidad exigido para el solado, hasta unaaltura no menor a 1/6 del dimetro exterior de ella.Si las juntas de la tubera se han sellado con lechada o mortero, la sujecinslo se efectuar cuando el sello haya endurecido lo suficiente para que nosea daado. LimpiezaTerminados los trabajos, el Contratista deber limpiar la zona de las obras yretirar los materiales sobrantes, transportarlos y disponerlos en los DME.Tubera de polietileno de alta densidadMaterialesPara los fines de drenaje vial, los tubos de PAD o HDPE deben cumplir con los requerimientos de mtodos de prueba, dimensiones y marcas encontradas en la especificacin tcnica del AASHTO M294.Antes del inicio de los trabajos, el Contratista deber entregar al Supervisor un certificado original del fabricante, donde indique el nombre y marca del producto y un anlisis tpico del mismo para la tubera y para cada lote de materiales.

Adems, le entregar el certificado de garanta del fabricante estableciendo que todo el material que suministrar satisface las especificaciones requeridas, que llevar marcas de identificacin, y que reemplazar, sin costo alguno para la entidad contratante, cualquier tubera que no est de conformidad con el anlisis, resistencia a la traccin, espesor y rigidez especificados.Ningn tubo ser aceptado, sino hasta que los certificados de calidad de fbrica y de garanta del fabricante hayan sido recibidos y aprobados por el Supervisor.Requerimientos de construccin Preparacin del terreno y excavacinLa excavacin deber tener una amplitud tal, que su ancho total sea 2 vecesel dimetro del tubo. Preparacin de la cama de asiento del tuboPrevia a la colocacin del material de base se deber verificar las cotas de cimentacin, asimismo, que el fondo de la excavacin se encuentre perfilado, compactado y libre de races, piedras salientes, oquedades u otras irregularidades. El asiento del tubo ser construido en capas de 0,15 m a todo el ancho de la excavacin. El espesor estar entre 0,15 m y 0,30 m, no se admitir espesores menores a 0,15 m. Esta capa de material granular ser colocada sobre cualquier tipo de suelo de fundacin, con excepcin de suelos de baja capacidad portante o rocosos, en cuyo caso el espesor ser de 0,30 m. Cualquier reemplazo de material por debajo del nivel de 0,30 m, para efectos de mejoramiento, no forma parte del material de la cama de asiento. Armado y colocacin de tuberaLa tubera de polietileno de alta densidad (PAD o HDPE) ser ensamblada en su emplazamiento final, siguiendo las instrucciones de ensamblaje del fabricante. Los tubos sern colocados en las zanjas mediante un sistema seguro que evite daos y ensamblados en la misma zanja. El transporte y manipuleo de la tubera se realizar de manera que no sea bollen o rompan y en ningn caso se permitir el arrastre sobre el suelo. La tubera se colocar cuidadosamente sobre el material de base o asiento, siguiendo el alineamiento indicado por 2 estacas en lnea, cuya colocacin ser aprobada por el Supervisor; de igual manera verificar y dar su conformidad a las cotas de cimentacin. Todo tubo de Polietileno de Alta Densidad (PAD o HDPE) mal alineado, indebidamente asentado o daado en su colocacin, ser rechazado y reemplazado por tubera nueva a costo del Contratista.Colocacin del relleno alrededor de la estructuraLa colocacin del relleno a los costados de la tubera, se realizar en capas alternadas de 0,15 m a ambos lados de la tubera, para permitir un buen apisonamiento. El relleno se colocar en forma simtrica conservando siempre la misma altura en ambos lados de la tubera. Se deber tener especial cuidado en la colocacin y compactacin de las rinconeras, es decir bajo los tubos.

El relleno deber compactarse hasta alcanzar una densidad mayor al 95% dela Mxima Densidad Seca-M.D.S. del Prctor Modificado y en el caso que el relleno se vaya a construir hasta el nivel de sub-rasante, los 0,30 m superiores del relleno sern compactados a una densidad mnima del 100% de la M.D.S.El equipo de compactacin ser mecnico, pudiendo ser: apisonadores mecnicos, rodillos apisonadores o compactadores vibratorios. La eleccin del equipo depender de las condiciones existentes en el lugar y se deber evitar que el equipo golpee la estructura. No ser aceptable la compactacin del relleno por medio de anegacin o chorros de agua.La colocacin de las tuberas deber efectuarse cuando los trabajos de explanaciones hayan alcanzado el nivel de sub-rasante, por consiguiente el relleno de estructuras alrededor de la tubera deber alcanzar el mismo nivel. La altura de relleno mnimo desde la clave de la tubera hasta el nivel de la sub-rasante ser de 0,30 m. Proteccin de la estructura durante la construccinNo se deber permitir la imposicin de cargas concentradas fijas o mviles muy superiores a las que soportara la estructura. Por lo que el equipo y vehculos pesados no debern circular sobre la estructura antes que la altura de relleno mnima sobre la misma sea de 0,30 m. En caso del paso de equipo muy pesado se deber proteger la estructura colocando material adicional encima del relleno. No forman parte del relleno estructural los materiales colocados con el fin de dar proteccin a la estructura para el mantenimiento del trnsito por lo que no sern reconocidos como tales. LimpiezaTerminados los trabajos, el Contratista deber limpiar, la zona de las obras y sobrantes, transportarlos y disponerlos en los DME.

Diseo Tuberas

El flujo es causado por la presin, por tanto tendr lugar sin importar la alineacin que tenga el conducto.

La seccin transversal del conducto es constante a lo largo de la tubera y est definida por el dimetro.

La presin de la tubera puede tener cualquier magnitud especficamente en cualquier punto alrededor del permetro de la tubera.

Importancia para la obra de vialidadLas tuberas permiten conducir el agua que se filtra a travs de los geotextiles. El buen drenaje es de importancia crtica para evitar el deterioro de la va debido a la accin de las aguas pluviales que caen sobre la va o que son bombeadas desde la sub-rasante hacia las capas de la estructura del pavimento. Un geo-compuesto de drenaje instalado en puntos relevantes en la estructura de la va puede proveer de drenaje transversal a la va, previniendo la acumulacin de agua. En esta aplicacin el geo-compuesto debe tener una capacidad adecuada de descarga y ser resistente al dao mecnico.

CunetasDefinicin:Zanja, revestida en concreto o no, construida paralelamente a las bermas. Su dimensin se deduce de clculos hidrulicos, teniendo en cuenta la intensidad de la lluvia prevista, la naturaleza del terreno, la pendiente y el rea que drenan.Tipos de cunetas cunetas en tierra y recubiertas hormignCunetas en tierra y recubiertasLas cunetas recubiertas en tierra se disean para asegurar que el agua no las erosione. El control por erosin depende del tipo de suelo de la sub-rasante, de la pendiente longitudinal de la va y de la intensidad de la lluvia de diseo.

Cunetas verdesLas cunetas verdes son estructuras lineales cubiertas de hierba, con una base superior a medio metro y taludes con poca pendiente (